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ESTRES
OXIDATIVO Y ENFERMEDAD DE PARKINSON
La enfermedad de Parkinson
(EP) es una entidad degenerativa de etiología desconocida, que
afecta a los núcleos pigmentados del tronco del encéfalo. La
enfermedad se caracteriza por la degeneración de las neuronas
dopaminérgicas nigroestriadas que, con origen en la zona compacta de
la sustancia negra (SNc), proyectan a los núcleos caudado y putamen1
(Figs. 1a, 1b). La pérdida de esta población neuronal induce,
consecuentemente, una notable disminución de dopamina a nivel del
estriado (caudado y putamen).
Figura 1a.
Corte coronal del cerebro que muestra los ganglios basales en
relación con las estructuras adyacentes (Adaptado de Nieuwenhuys,
Voogd y van Huijzen, 1981).

Figura 1b.
Principales conexiones anatómicas de los ganglios basales. A. Los
núcleos caudado y putamen reciben casi todas sus aferencias de los
ganglios basales. B. Las conexiones internucleares entre todos los
núcleos de los ganglios basales están topográficamente organizadas.
C. El tálamo es el principal receptor de las proyecciones eferentes
de los ganglios basales
 

La causa de la muerte
neuronal dopaminérgica es desconocida. Los estudios epidemiológicos
han encontrado un mayor riesgo de padecer EP con la exposición
ambiental a factores tales como sustancias derivadas de los procesos
industriales, utilización de productos agroquímicos, o vivir en un
medio rural2.
La hipótesis de que un tóxico ambiental pudiera ser el origen de la
EP vino apoyada por el descubrimiento de que la sustancia química 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina
(MPTP) es selectivamente tóxica frente a las neuronas dopaminérgicas
nigroestriadas, y se pueden reproducir en animales los hallazgos
neuroquímicos, histopatológicos y clínicos propios de la EP3.
Por otro lado, y
aunque no se ha identificado ningún defecto genético específico,
debe considerarse un papel genético en la etiopatogenia de la EP.
Por una parte, existen casos en los que se ha comprobado una
transmisión autosómica dominante entre un 5 % y un 10 % de casos4.
Por otro lado, se han descrito anomalías en la cadena transportadora
de electrones5, lo que parece indicar que existirían
alteraciones del genoma mitocondrial. En este sentido se han
encontrado alteraciones en las monoxigenasas P450. El
citocromo P450 , responsable de la oxidación de la
debrisoquina (CYP 2D6), muestra polimorfismo, con mutación heredada
autosómica recesiva, lo que condiciona una alteración en el
metabolismo de la debrisoquina6.
En los últimos
años se está haciendo hincapié en el papel etiopatogénico, tanto de
tóxicos endógenos como de toxinas ambientales, y de forma repetida
se propaga el concepto de que la excesiva formación de radicales
libres, y el estrés oxidativo que esto conlleva, conducen al daño
celular y a la muerte neuronal dopaminérgica que tiene lugar en la
EP7.
ESTRÉS OXIDATIVO
Las reacciones de
oxidación-reducción son procesos biológicos esenciales que conducen
a la formación de diferentes compuestos en los procesos metabólicos
celulares. Estas reacciones conllevan la transferencia de electrones
y pueden generar productos conocidos como radicales libres (RL) o
especies reactivas de oxígeno (ERO)8.
La mayor fuente
intracelular de radicales libres es la mitocondria, a través del
sistema de la citocromo-oxidasa que interviene en la respiración
mitocondrial; por otro lado, los radicales libres pueden también
generarse a través de procesos del propio metabolismo celular, como
a partir de la vía sintética del ácido úrico.
Los RL actúan
sobre el DNA mitocondrial, que es muy susceptible al estrés
oxidativo, y existe evidencia de que este mecanismo está implicado
en procesos carcinogénicos. También los RL producen oxidación de las
proteínas, con la consiguiente desconfiguración estructural de las
mismas. A nivel de los lípidos, inducen peroxidación lipídica que
conlleva la alteración de la permeabilidad de la membrana celular y
el correspondiente daño y muerte celular9. Los peróxidos
lipídicos generados en estas reacciones en cadena representan un
índice del daño celular por RL, y pueden medirse, por ejemplo el
malonildialdehído (MDA).
En condiciones
fisiológicas existe un equilibrio entre los factores que promueven
la oxidación y los factores protectores que regulan la formación de
RL.
La hipótesis del
estrés oxidativo en la patogenia de distintas enfermedades se
refiere a un disbalance entre la formación de radicales libres, como
el radical superóxido (O2- ), el peróxido de
hidrógeno (H2O2) y el radical hidroxilo (OH_),
y los procesos de defensa antioxidante. El daño oxidativo está
involucrado directamente en diversas afecciones del sistema nervioso
central tales como la isquemia cerebral, el traumatismo
craneoencefálico y enfermedades neurodegenerativas, entre ellas la
EP, la enfermedad de Alzheimer o la Esclerosis Lateral Amiotrófica.
La hipótesis de
que los RL y el estrés oxidativo contribuyen de manera sustancial en
la patogénesis de la EP deriva fundamentalmente de los datos
bioquímicos e histopatológicos puestos en evidencia en tejido de
pacientes parkinsonianos y se apoya en hallazgos de estudios in
vitro y de la experimentación animal, como el modelo de
parkinsonismo inducido por el 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina
(MPTP) o el potencial efecto neurotóxico de la L-Dopa.
Metabolismo de la
dopamina y estrés oxidativo
La dopamina, y las
aminas en general, son la fuente más importante de radicales libres
del organismo14. Por cada mol de amina oxidado, se forma
un mol de peróxido de hidrógeno. En la EP, en que existe un aumento
del turnover de dopamina, a lo que se suma el tratamiento adicional
con L-Dopa, la producción de radicales libres tóxicos estaría muy
aumentada.
La autoxidación de
la dopamina conduce a la producción de semiquinonas que son por sí
mismas tóxicas y pueden además generar RL15. Pero es aún
más decisivo el metabolismo enzimático de la dopamina, que conduce
no sólo a la producción de metabolitos deaminados como el ácido
homovanílico o el 3,4-dihidroxifenilacético (DOPAC), sino también a
la formación de potentes oxidantes celulares como el peróxido de
hidrógeno (H2O2 ) y el OH- . En los
estadíos iniciales de la EP, debido al aumento del turnover de
dopamina y con el efecto añadido del tratamiento con L-Dopa, podría
producirse un exceso de H2O2 . En condiciones
normales, el H2O2 es inactivado por el
glutatión (GSH) en una reacción catalizada por el enzima glutatión
peroxidasa. Pero si este sistema del GSH no funciona bien, el H2O2
puede transformarse en el radical OH-, desencadenándose
así la peroxidación lipídica de la membrana y la muerte celular.
Aunque los
resultados sobre la acción neurotóxica de la L-Dopa in vivo
son contradictorios16,17, se ha demostrado su acción
neurotóxica en cultivos de células dopaminérgicas18. En
cualquier caso, el efecto tóxico de la dopamina no sería el origen
de la neurodegeneración en la EP.
EVIDENCIA DE
ESTRÉS OXIDATIVO EN LA ENFERMEDAD DE PARKINSON
Aunque no existen
pruebas directas de que el estrés oxidativo sea el responsable de la
muerte de células dopaminérgicas en la EP, distintos hallazgos en
humanos y animales de experimentación apoyan esta hipótesis (Tabla
1).
Tabla 1.
Hallazgos indicativos de estrés oxidativo en la enfermedad de
Parkinson.
-
(disminuye) Glutatión reducido en la SN
-
(aumenta)
Hierro en la sustancia negra
-
(disminuye) Glutatión peroxidasa
-
(aumenta)
Actividad de la superóxido dismutasa (SOD)
-
(aumenta)
Productos derivados de la peroxidación lipídica (p. ej.,
malonildialdehído)
-
(disminuye) Ácidos grasos polinsaturados en la sustancia
negra
-
Alteración
del complejo I mitocondrial
-
Alteración
de la a-cetoglutarato dehidrogenasa mitocondrial
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1. En la EP se ha constatado que los niveles de hierro
en la sustancia negra (SN) están elevados con una proporción Fe
2+ / Fe 3+ de 2:1, frente a un cociente 1:2 en
cerebros de sujetos normales de edad similar19,20. En
otros núcleos de los ganglios basales como el caudado y el putamen,
en cambio, los valores son normales. El hierro reacciona con el
peróxido de hidrógeno y acelera la peroxidación lipídica, ya que
produce radicales libres cuando se encuentra en la forma reactiva21.
Existe controversia, sin embargo, sobre si el hierro que se acumula
en la SN es o no hierro reactivo. El hierro más reactivo es aquel
que no se encuentra unido a la ferritina..
2. Existe un
acuerdo unánime de que los niveles de glutatión reducido (GSH) están
disminuidos en el cerebro de pacientes con EP25,26. Este
déficit es específico de la SNc y no se encuentra en otras regiones
cerebrales ni en otras enfermedades neurodegenerativas que afectan a
los ganglios basales.
3. En los
homogeneizados de SN de pacientes parkinsonianos se ha encontrado
además un aumento en la actividad superóxido dismutasa (SOD) en la
pars compacta31. La SOD, junto con la catalasa y
la glutatión peroxidasa, son las enzimas responsables de la
degradación del O2- y el H2O2.
Existen tres formas distintas de SOD, codificadas por tres genes
diferentes: La SOD-CuZn, que se encuentra en el citoplasma de las
células; otra forma de SOD-CuZn extracelular, que se encuentra en
concentraciones muy bajas en los fluidos extracelulares y plasma y
la SOD-Mn. Los niveles de RNAm para SOD-CuZn son muy elevados en la
SN, y se expresan fundamentalmente en las neuronas que contienen
neuromelanina.
4. En diversos
trabajos se han descrito alteraciones del Complejo I mitocondrial en
la SN y en plaquetas de pacientes con EP33. Este déficit
es exactamente el mismo que ocurre en la toxicidad por MPP+
, en la que existe una inhibición de la NADH-ubiquinona
reductasa de la cadena transportadora de electrones mitocondrial34.
5. En fechas
recientes ha cobrado interés el papel del óxido nítrico (NO) en la
producción de daño oxidativo en la EP37. En la SN,
existen pocas neuronas que contengan NOS39. La acción
tóxica del NO puede estar mediada por la formación de peroxinitrito
(ONOO-) que deriva de la interacción del NO con radicales
superóxido40. El anión peroxinitrito, además de una
potente molécula oxidante, puede descomponerse en radical hidroxilo
y dióxido de hidrógeno, que a su vez son potentes activadores de la
peroxidación lipídica41. El NO puede también inhibir la
cadena respiratoria mitocondrial.
ANTIOXIDANTES Y
ENFERMEDAD DE PARKINSON
La posible
implicación de los mecanismos de estrés oxidativo en la patogénesis
de la EP, ha llevado a investigar el papel de los compuestos
antioxidantes en la defensa frente a la enfermedad. Son diversos los
agentes antioxidantes relacionados con la EP (Tabla 2).
Tabla 2.
Antioxidantes investigados en la enfermedad de Parkinson.
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Antioxidantes específicos
-
GSH
-
Superóxido dismutasa (SOD)
-
Catalasa
Antioxidantes inespecíficos
-
Vitamina E (a-tocoferol)
-
Vitamina C
-
Carotenos
-
Retinol
Antioxidantes de síntesis
-
Selegilina
-
N-acetil-cisteína
-
Desferoxamina
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La mayor parte de mecanismos
antioxidantes de defensa estudiados en el cerebro de pacientes
parkinsonianos parecen encontrarse intactos, aunque se ha
constatado, como ya se mencionó anteriormente, un aumento en la
actividad de la SOD (superóxido dismutasa) y una marcada reducción
de los niveles de glutatión reducido. La catalasa no sufre
modificaciones.
Por otro lado se
han llevado a cabo diversos estudios que han examinado el papel de
los antioxidantes de la dieta en la protección frente a la EP. Se ha
postulado que la ingesta de antioxidantes en altas cantidades podría
reducir el riesgo de padecer EP o enlentecer el curso de la
enfermedad44-47. Sin embargo los datos de los distintos
trabajos son inconsistentes. Se ha apuntado que el consumo de
alimentos ricos en vitamina E (a-tocoferol) en épocas tempranas de
la vida, podría disminuir el riesgo de EP46-50. En otros
estudios sin embargo no se ha encontrado tal asociación45,51-52.
También se ha investigado la implicación de la vitamina C (ácido
ascórbico) y los carotenos en la EP. Pero los trabajos publicados no
señalan ninguna relación consistente45,51,53,54.
Ozonoterapia
De acuerdo al nivel de estrés oxidativo presente
en el paciente se comienza con la Autohemoterapia
Mayor. La cantidad total de sesiones debe ser evaluada de acuerdo a
evolución.
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